Управление БПЛА в неблагоприятных условиях

1.

«Оператор наземных средств управления БПЛА»
Тема 4.9. Управление
БПЛА в
неблагоприятных
условиях
Лекция / Практика

2.

Особый случай в полете - ситуация, которая возникает в
результате отказа авиационной техники или попадания
воздушного судна в опасные условия.

3.

Давайте в рамках отведенного времени остановимся на
ключевых и самых распространенных ситуациях при
использовании дронов.
Большинство любителей квадрокоптеров задаются вопросом, а
безопасно ли дрону летать под дождем?
И не окажется ли так, что полет при повышенной влажности
будет последним?
Ведь большинство устройств не имеют заявленной защиты от
прямого попадания влаги.

4.

Некоторые дроны действительно способны противостоять
сильному дождю, но недолго.
Как правило, беспилотники начального уровня имеют
вентиляционные
отверстия,
которые
лишают
корпус
герметичности.
Как только вода попадет внутрь, может произойти короткое
замыкание, и квадрокоптер может быть безвозвратно поврежден.
Способность дрона выдерживать дождь зависит от его
класса IP, от того, оснащен ли он гидроизоляцией и от того, как
быстро его можно высушить после полета.

5.

Что произойдет, если беспилотник промокнет
Платы некоторых версий Dji Mavic начинают покрываться
коррозией уже после незначительного проникновения влаги.
Кроме того, ржавчина может появляться на двигателе.
Если беспилотник намокнет сильнее, чем предусматривает
завод-производитель, это может привести к выходу из строя
устройства, так как электрические системы страдают от короткого
замыкания при контакте с водой. Однако, если беспилотник
водостойкий, он может пережить быструю посадку во время дождя.
Но даже водостойким аппаратам трудно справиться с сильным
ливнем.
Что делать, если дождь застал дрон врасплох
Не стоит дожидаться, когда первые капли дождя перерастут в
сильный ливень. Чем быстрее дрон окажется на земле, тем лучше.
Если же устройство намокло, его необходимо просушить.
Если коптер намок, хотя бы немного, его нужно выключить,
чтобы предотвратить повреждение батареи и не допустить короткое
замыкание.

6.

Какие дроны могут летать под дождем
Водонепроницаемые дроны созданы для работы в суровых
погодных
условиях,
поэтому
для
использования
под
дождем лучше использовать именно такие аппараты.
Они оснащены защитным корпусом, который позволяет
достичь максимальной герметичности.
Что отличает водонепроницаемые дроны от водостойких
дронов, так это то, что они могут приземляться на воду,
справляться с погружением, снимать видео в воде, а затем
снова летать.

7.

8.

Как дождь влияет на беспилотные летательные аппараты
Чтобы превратить работоспособный беспилотник в мертвый гаджет,
не обязательно нужно, чтобы воды было много.
Иногда, достаточно пары капель дождя, попавших на материнскую
плату, через небольшие вентиляционные отверстия, и беспилотник
рискует получить необратимые повреждения.
Какие неисправности может вызвать попадание влаги в
квадрокоптер:
Вода разъедает мелкие электронные детали, что приводит к
короткому замыканию. Короткое замыкание на плате может
привести к тому, что пилот теряет контроль над устройством;
Может пострадать плата питания;
Короткое замыкание приводит к оплавке проводки и к
выгоранию “дорожек” электроплат;
Если электронные регуляторы скорости намокнут, двигатели
могут перестать работать;
Как только капли попадут на устройство управления
квадрокоптером, он может стать неуправляемым;
Может выйти из строя аккумулятор.

9.

Плохая погода – это не только дождь
Зимой и осенью, дождь часто сопровождается сильным
ветром и резким падением температур, а это большая
проблема для БПЛА.
Важно учитывать, что многие дроны начального уровня
весят менее 1 кг.
Ветер, дующий со скоростью более 25 км/ час, сделает
полет практически невозможным, даже для опытного
пользователя.
Кроме того, полет против ветра быстро разряжает
аккумулятор и может привести к вынужденной посадке или
потере квадрокоптера.
Если объединить эти факторы с похолоданием, которое
характерно для осени, дрон получит еще больший урон.

10.

Во
время
работы
беспилотник
может
сильно
нагреваться.
Тепло, выделяемое электронными компонентами внутри
устройства, вступает в контакт с холодной температурой
снаружи, что приводит к образованию конденсата.
Как только формируются капли конденсата, они могут
попасть на плату, вызвать короткие замыкания, и тогда
может случиться все, что угодно.
Как защитить беспилотник от дождя
На самом деле, есть два способа, с помощью которых
пилот мог бы управлять полетом под дождем без какоголибо риска:
Встроенная защита от воды и ветра;
Гидроизоляция, сделанная своими руками.

11.

Насколько защищен корпус беспилотника
Этот параметр каждый производитель обязан
указывать в технических характеристиках.
Он называется *рейтинг IP*. Это международная
шкала, которая показывает уровень защиты электронного
устройства от твердых частиц и жидкости.
Степень защиты отображается в виде 2 цифр.
1. Первая – это защита от твердых частиц, таких как
пыль.
2. Вторая цифра – защита от жидкостей.
Если данные не указаны в какой-то конкретной
модели, значит производитель не проводил никаких
тестов
для
определения
водонепроницаемости
устройства. Тогда вместо цифр будут указаны знаки
“X”.

12.

Интерпретация водонепроницаемости
Беспилотник должен иметь рейтинг не менее 3, если он
будет летать под дождем.
Международная шкала оценки IP по защите от воды выглядит
следующим образом:
0 – нет защиты, IP30;
1 – защищен от вертикально падающих кабель /IP31;
2 – способен летать при незначительном дожде/ip32;
3 – слабая защита от брызг под углом 15 градусов/IP33;
4 – хорошая защита от брызг воды сс любого направления/IP34;
5 – струи воды IP35;
6 – невосприимчив к мощным струям воды/IP36;
6k – способен выдержать мощные струи воды под высоким
давлением/IP36K;
7 – выдерживает погружение на глубину до 1 метра/IP37;
8 – выдерживает погружение на глубину более 1 метра/IP38;
9k – защищен от попадания теплой или горячей воды/IP39K.

13.

У многих популярных моделей нет показателя IP, например,
у серии DJI Mavic и Phantom.
Варианта два – отказаться от этих решений в пользу уже
защищенных с завода или сконструировать влагозащиту
самостоятельно.
Если
вы
собираетесь
разбирать
квадрокоптер
самостоятельно,
необходимо учитывать что устройство может
быть на заводской
гарантии, которой можно лишиться после
вскрытия дрона.

14.

Дополнительное покрытие
Чтобы защитить плату, ее нужно обработать силиконовым
конформным покрытием. Это специальный защитный состав,
который служит для защиты поверхностей от различных внешних
воздействий, будь то влага или пыль.
Для этого придется разобрать устройство, а затем собрать.
Тут важно понимать, что датчики и порты должны оставаться не
покрытыми герметиком.
Антикоррозионный спрей
Большинству пользователей дронов этот метод будет удобен,
чем использование силикона. Достаточно разобрать корпус и
распылить вещество по плате.
Однако его не стоит использовать в качестве основного
метода гидроизоляции, потому что он менее эффективен, чем
силиконовое покрытие. Антикоррозийную смазку оптимально
использовать для чувствительных частей платы.

15.

Гидрозащитный корпус
Это оптимальное решение для тех, кто не хочет
разбирать квадрокоптер. Но у такого кожуха
несколько недостатков:
* найти подходящую гидрозащиту для конкретной
модели может быть непросто, и даже – невозможно;
* кожух утяжелит аппарат, что повлияет на
скорость полета и время автономной работы;
* внутренние компоненты защищены не так
хорошо, как при использовании силиконового
покрытия
и могут
страдать
от образования
конденсата.

16.

Степень влаго-защиты квадрокоптеров DJI
В интернете можно встретить людей на форумах, утверждающих,
что их DJI успешно летали под дождем. Но компанияпроизводитель снимает с себя всяческую ответственность за
работоспособность устройства.
Потребительские квадрокоптеры DJI не предназначены для
полетов в неблагоприятных погодных условиях.
Единственные DJI, которые могут летать под дождем, – это
промышленные модели, такие как Agras и Matrice.
Говоря о качественных промышленных дронах хочется
сказать, что не всем они доступны и нужны, давайте
рассмотрим более простые и часто используемые модели Dji Mini 2 и DJI Mavic Air 2, DJI Agras, DJI Matrice
300, DJI Mavic 3:

17.

Может ли летать под дождем Dji Mini 2
DJI Mini 2 пользуется популярностью у
потребителей, так как он очень легкий и не требует
регистрации. Уменьшенные размеры и вес делают его
лидером среди покупателей, но, к сожалению, не для
полетов в плохую погоду.
DJI Mini 2 категорически нельзя запускать в
небо под дождем, потому что его корпус не является
водонепроницаемым.
Капли дождя могут повредить электронные части.
Такому легкому дрону также было бы трудно
противостоять сильному ветру.

18.

Может ли DJI Mavic Air 2 летать под дождем
Если DJI Mavic Air 2 определенно стоит покупать за
его превосходную камеру, функции безопасности и
лучшее время автономной работы, то дрон достаточно
привередлив
в
том,
что
касается
условий
эксплуатации.
Он может не выйти из строя сразу после начала
дождя, но со временем двигатель может повредить
коррозия, а из-за конденсата, могут произойти
незначительные короткие замыкания, которые повредят
датчики.

19.

Может ли DJI Agras летать под дождем
Как
следует
из
названия,
DJI
Agras
–
это
сельскохозяйственный беспилотник.
Его корпус изготовлен из углеродного волокна, и дрон
способен перевозить и распылять до 16 литров жидкости за один
полет.
С рейтингом IP 67, DJI Agras может летать под дождем без
какого-либо риска. Ключевые компоненты защищены от воды,
пыли и коррозии.
Корпус этого квадрокоптера создан для того, чтобы
выдерживать неблагоприятные погодные условия и выполнять
свои задачи без каких-либо проблем.
IP-рейтинг БПЛА может со временем уменьшиться. На корпусе
устройства могут появляться трещины или сколы.

20.

Может ли DJI Matrice 300 летать под дождем
Одна из высококлассных моделей, созданных DJI, Matrice
300 создана для корпоративных пользователей. Его высокая
производительность сочетается с многочисленными функциями
безопасности, такими как обнаружение препятствий, средства
оповещения с воздуха и устойчивость к плохим погодным
условиям.
DJI Matrice 300 не пострадает от дождя, ветра или
экстремальных температур. Однако даже этот высококлассный
беспилотник не следует запускать, когда количество осадков
превышает 200 мм.
Справка:
Некоторые
пользователи
считают,
что
предыдущая серия дронов, Matrice 200, водонепроницаема,
это не так. Эта модель имеет влагостойкий корпус, что
означает, что она может летать под дождем некоторое
время, но не долго.

21.

Может ли DJI Mavic 3 летать под дождем
DJI Mavic 3 – один из наиболее прочных потребительских
квадрокоптеров этого производителя. Он выделяется улучшенным
дизайном корпуса, разрешением 5K и скоростью полета, близкой
к 80 км/час.
Технически, DJI Mavic 3 не должен летать под дождем, так
как у него нет рейтинга IP. Тем не менее, он выдержит быструю
посадку в случае,
если начнется дождь, без каких-либо
повреждений.
Воде
будет трудно
попасть
на аккумулятор
из-за
продуманного расположения разъема заряда. Однако рано или
поздно влага туда доберется, так что лучше не летать под дождем
дольше, чем нужно для посадки БПЛА.

22.

Учитывая
особенности
корпусов
квадрокоптеров,
большинство любителей беспилотных летательных аппаратов все
же вынуждены летать в хорошую погоду, без осадков.
Тем не менее, всегда есть возможность сделать беспилотник
водонепроницаемым, что позволит летать под дождем и снимать
качественные кадры, не сталкиваясь с рисками, которые были
описаны в этой статье.

23.

Говоря о неблагоприятных условиях полета, не
всегда следует однозначно говорить только
о
плохой погоде.
Квадрокоптер может повести себя непредсказуемо
даже при соблюдении всех правил и ясного неба.
Такие
ситуации
могут
возникнуть
из-за
неисправности электроники.
Чрезвычайные ситуации при выполнении первого
полета - не редкость, поэтому необходимо знать,
как действовать в случае того или иного
происшествия.
На этот случай есть план, описывающий действия
при чрезвычайных ситуациях.
Рассмотрим только ситуации, происходящие на
малых высотах при взлете:

24.

#1 Квадрокоптер резко отклонился от курса.
Данная ситуация может возникнуть как по какой-то
причине, так и без причины. Если вы не обладаете
достаточными
навыками
пилотирования,
лучше
дать
квадрокоптеру упасть. Для этого убавьте газ до минимума
или включите Killswitch. Действуйте быстро: из-за долгих
поисков решения дрон может улететь в опасном направлении
или начнет бесконтрольно набирать высоту.
#2 Квадрокоптер теряет пропеллер.
Потеря пропеллера влияет на тягу двигателей. Как
показывает
практика,
в
такой
ситуации
удержать
квадрокоптер и посадить его мягко практически невозможно,
но стоит попытаться, если вокруг нет людей. Для этого
пытаемся выровнять дрон с помощью отклонения по
рысканью, с минимальным газом. При приближении к земле
осторожно увеличиваем газ, чтобы не столкнуться с землей.

25.

#3 Квадрокоптер быстро приближается к людям.
Оптимальным решением в данной ситуации является
максимальный газ и набор высоты.
Почему не экстренная остановка двигателей? Падать
квадрокоптер будет медленнее, чем набирать высоту при полном газе, поэтому высока вероятность столкновения с
людьми, ведь после остановки двигателей квадрокоптер по
инерции будет лететь в сторону предыдущего движения. Важно
отметить, что данное решение стоит принимать только если вы
уверены в том, что квадрокоптер работает в штатном режиме и
выполняет управляющие команды. Если же не уверены,
экстренно останавливаем двигатели, чтобы избежать аварий и
травм. Вращающиеся пропеллеры могут принести гораздо
больше вреда, чем столкновение с выключенным дроном.

26.

#4 Квадрокоптер не реагирует на ввод управляющих
сигналов.
Данная ситуация является самой опасной, ведь в случае
отказа управляющей аппаратуры практически невозможно
ничего предпринять. Все, что мы сможем сделать, проверить
уровень
заряда
аккумуляторной
батареи
управляющей аппаратуры и предупредить окружающих об
опасности.

27.

Правила поведения при внештатных ситуациях
В случае возникновения внештатных ситуаций оператор БЛА
может руководствоваться следующими инструкциями.
1. Умение визуального пилотирования БЛА в ручном режиме
(мультироторные БЛА в режиме стабилизации с удержанием по
горизонту, БЛА самолетного типа в режиме MANUAL - без какихлибо систем стабилизации)
2. Пилотирование при помощи FPV (от первого лица) в
вышеуказанных режимах
Список наиболее распространенных отказов
1. Отказ системы радиоуправления
2. Потеря телеметрии
3. Отказ системы позиционирования (GPS, одометрия,
радионавигация и др.)
4. Потеря видеосвязи
5. Повреждения борта (механические)
Правила поведения оператора в случае возникновения
внештатных ситуаций

28.

1. Отказ системы радиоуправления
Отказ системы управления может произойти на любой
стадии полета.
Для
предотвращения
потери
аппарата
необходимо
выполнить следующий порядок действий:
1. Убедиться, что антенна наземной станции (аппаратуры
управления) ничем не закрыта и направлена верно.
2. Если в течении нескольких десятков секунд связь не
вернется аппарат перейдет в режим возврата домой (если
таковой настроен) и в случае сближения связь восстановится
если система радиоуправления не повреждена.
3. При наличии телеметрии отправить команду на возврат и
ждать восстановления связи
4. В случае отсутствия режима возврата домой
необходимо
самостоятельно
выполнить
сближение
с
аппаратом до восстановления соединения

29.

1. Отказ системы радиоуправления (продолжение)
5.
Если
связь
не удалось восстановить
активируйте режим посадки через телеметрию если
телеметрии нет аппарат выполнит посадку при разряде
батареи
Внимание!!! Для БЛА самолетного типа пункт 5 не
работает. Необходимо заранее настроить работу
аппарата в случае потери связи для всех видов БЛА.

30.

2. Потеря Телеметрии
Потеря телеметрии происходит как правило вместе
с потерей радиосвязи. В случае потери телеметрии
необходимо:
1. Проверить расположение антенн связи,
убедиться, что наземная станция работает
2. Если в течении 10 секунд связь не
восстановиться необходимо произвести сближение с
аппаратом либо попробовать взлететь выше
3. В случае отсутствия связи вернуться “домой”
и проверить оборудование

31.

3. Отказ системы позиционирования
Отказ системы позиционирования может происходить
как из-за проблем со связью, так и в случае
повреждения оборудования.
1. Немедленно перевести аппарат в режим ручного
управления
2. Произвести возврат домой визуально либо по
видео (В зависимости от дальности и оборудования на
борту)
3. Произвести посадку
В случае использования систем - постановщиков
помех:
1. Выйти из зоны помех в ручном или автоматическом
режиме (может быть настроен )
2.
Убедиться
в
работоспособности
системы
позиционирования вне зоны помех

32.

4. Потеря видеосвязи
При потере радиосвязи необходимо:
1. Проверить расположение антенн (если имеются
направленные антенны развернуть их в сторону
аппарата)
2. Если связь не восстановиться.
3. Включить режим возврата домой либо вернуть
аппарат по показаниям телеметрии (визуально если
аппарат находиться близко.

33.

5. Повреждения борта
Во время полета могут произойти внештатные ситуации,
которые могут привести к повреждению аппарата.
В случае повреждения силовой установки у БЛА самолетного
типа необходимо:
1. Изучить местность, найти ровную площадку для посадки
2. Произвести посадку в аварийном режиме.
3. В случае потери управления немедленно выпустить
парашют (в ручном либо автоматическом режиме)
При повреждении силовой установки БЛА мультироторного
типа:
1. произвести посадку либо произвести возврат домой (если
повреждение позволяет это сделать)
Внимание !!!! не распространяется на
специальных систем экстренного пилотирования
аппараты
без

34.

6. В случае возникновения на борту осцилляций,
повлекших за собой тряску, неточности в управлении,
частичную или полную потерю управления:
1. Попробовать произвести возврат домой в ручном или
автоматическом режиме
2. Если возврат домой не удалось произвести
немедленно выполнить посадку.
Для предотвращения внештатных ситуаций рекомендуется
заранее проверять оборудование, убедиться, что все
системы работают в штатном режиме, на борту все
компоненты жестко закреплены.
В случае потери борта сохранить данные телеметрии,
запомнить последние координаты для дальнейших поисков